2025年上學(xué)期高三化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題專項訓(xùn)練（二）綜合題一（以過渡金屬配合物為載體）背景資料：鐵元素的配合物在催化反應(yīng)、藥物合成等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。如Fe(CO)?可用作有機合成催化劑，[Fe(CN)?]3?是檢驗Fe2?的特征試劑，而新型配合物[Fe(phen)?]2?（phen為鄰菲啰啉，結(jié)構(gòu)如圖1）在生物熒光分析中具有重要價值。問題：（1）基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為________，其3d軌道上未成對電子數(shù)為________。Fe2?與Fe3?的穩(wěn)定性差異可通過電離能數(shù)據(jù)解釋：Fe的第三電離能（I?）（填“大于”或“小于”）Mn的第三電離能，原因是。（2）在Fe(CO)?分子中，CO與Fe原子通過________鍵結(jié)合，CO分子的結(jié)構(gòu)式為________，其中C原子的雜化方式為________。C、O、N的電負性由大到小的順序為________，第一電離能最大的是________，原因是________。（3）[Fe(CN)?]3?的配位數(shù)為________，CN?的空間構(gòu)型為________。已知CN?與N?互為等電子體，寫出CN?的電子式：________。（4）鄰菲啰啉（phen）分子中，N原子的雜化方式為________，分子中存在的化學(xué)鍵類型有________（填標(biāo)號）。A.σ鍵B.π鍵C.配位鍵D.氫鍵（5）[Fe(phen)?]2?的晶體屬于立方晶系，晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N?。若該晶體的密度為ρg·cm?3，則晶胞中含有的[Fe(phen)?]2?數(shù)目為________（用含a、ρ、N?的代數(shù)式表示）。綜合題二（以新型無機非金屬材料為載體）背景資料：碳化硅（SiC）是第三代半導(dǎo)體材料的核心，具有高硬度、耐高溫等特性，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。近年來，科學(xué)家通過摻雜Al、N等元素制備出高性能SiC基復(fù)合材料，其中AlN-SiC固溶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示（Al原子取代部分Si原子，N原子取代部分C原子）。問題：（1）基態(tài)Si原子的價電子排布式為________，Si、Al、P的原子半徑由大到小的順序為________，第一電離能由大到小的順序為________。（2）SiC晶體的晶體類型為________，其中Si原子的配位數(shù)為________。若SiC晶胞的邊長為acm，則該晶體的密度為________g·cm?3（用含a、N?的代數(shù)式表示，SiC的摩爾質(zhì)量為40g·mol?1）。（3）AlN的熔點（2200℃）高于SiC（2700℃）的原因是________。AlN晶體中，Al原子與N原子之間的化學(xué)鍵為________（填“極性共價鍵”或“離子鍵”），判斷依據(jù)是________（已知Al的電負性為1.61，N的電負性為3.04）。（4）在AlN-SiC固溶體晶胞中，Al原子位于________（填“頂點”“面心”或“體心”），若晶胞中含1個Al原子、3個Si原子、1個N原子和3個C原子，則該固溶體的化學(xué)式為________。（5）SiC晶體中，Si原子與C原子之間的共價鍵鍵長為________pm（用含a的代數(shù)式表示，a為晶胞參數(shù)），該晶體的硬度大于金剛石的原因是________。綜合題三（以超分子化學(xué)為載體）背景資料：超分子化學(xué)是“分子識別”與“自組裝”的科學(xué)，杯芳烴（如圖3）是一類典型的超分子主體，其空腔可通過氫鍵、范德華力等弱相互作用識別客體分子（如NH?、H?O等）。研究表明，杯芳烴與NH?形成的超分子復(fù)合物在氣體吸附與分離中具有應(yīng)用前景。問題：（1）NH?分子的空間構(gòu)型為________，N原子的雜化方式為________。NH?的沸點（-33℃）高于PH?（-87℃）的原因是________。（2）杯芳烴分子中，羥基（-OH）的O原子與相鄰分子的H原子可形成氫鍵，其表示式為________（用“X-H…Y”形式）。1個杯芳烴分子中，參與形成氫鍵的原子有________個。（3）H?O分子中，O原子的價層電子對數(shù)為________，分子的極性表現(xiàn)為________（填“極性分子”或“非極性分子”）。H?O與NH?分子之間可形成________（填“分子間氫鍵”或“分子內(nèi)氫鍵”），該作用使氨水的堿性________（填“增強”或“減弱”）。（4）已知杯芳烴的分子式為C??H??O?，其摩爾質(zhì)量為________g·mol?1。若1個杯芳烴分子可識別2個NH?分子，則10g該超分子復(fù)合物中含有的NH?分子數(shù)為________（N?為阿伏加德羅常數(shù)的值）。（5）杯芳烴晶體屬于正交晶系，晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，晶體密度為ρg·cm?3。若晶胞中含2個杯芳烴分子，則阿伏加德羅常數(shù)N?=________（用含a、b、c、ρ的代數(shù)式表示）。參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（部分）綜合題一：（1）[Ar]3d?4s2（1分）；4（1分）；大于（1分）；Fe2?的3d?結(jié)構(gòu)失去1個電子后形成3d?半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而Mn2?的3d?結(jié)構(gòu)失去1個電子需克服更高能量（2分）。（2）配位（1分）；C≡O(shè)（1分）；sp（1分）；O>N>C（1分）；N（1分）；N原子的2p軌道為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能反常高于O（2分）。（3）6（1分）；直線形（1分）；[:C≡N:]?（1分）。（4）sp2（1分）；AB（2分）。（5）(ρa3×10?3?N?)/684（2分）。綜合題二：（1）3s23p2（1分）；Al>Si>P（1分）；P>Si>Al（1分）。（2）原子晶體（1分）；4（1分）；160/(a3N?)（2分）。（3）AlN的晶格能大于SiC（1分）；極性共價鍵（1分）；Al與N的電負性差值為1.43<1.7（2分）。（4）頂點（1分）；AlSi?NC?（2分）。綜合題三：（1）三角錐形（1分）；sp3（1分）；NH?分子間存在氫鍵（1分）。（2）O-H…O（1分）；4（1分）。（3）4（1分）；極性分子（1分）；分子間氫鍵（1分）；增強（1分）。命題說明：本題覆蓋考試大綱要求的核心考點，包括電子排布、電離能、電負性、雜化方式、空間構(gòu)型、晶胞計算等，強調(diào)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科思想。素材選取前沿科研成果（如第三代半導(dǎo)體、超分